JPS63211872A - レ−ザビ−ムプリンタの印字同期信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザビームプリンタの印字同期信号処理回路
に係り、特に雑音やプリンタの差異により発生する印字
の書き出し位置ずれを防止するのに好適な印字同期信号
処理回路に関する。

〔従来の技術〕

レーザビームプリンタの動作原理について説明するため
第５図にその概略基本構成を示す。

印字すべきデータ情報を発生するビデオ信号発生装置１
１からのビデオ信号は、ビデオアンプ１で増巾され、レ
ーザダイオード２を駆動する。そのビデオ信号によって
変調されたレーザ発光ビームは、結合レンズ３で整形さ
れ、スキャナモータ４により高速回転している多面鏡５
で反射したのち、ｆ−θレンズ６を通り、感光体ドラム
７上を一定速度で走査して印字データを感光体ドラム面
上に作像する。この像は図示されていないゼログラフィ
ープロセスによって普通の印字用紙に転写プリントされ
る。このスキャナモータ４．多面鏡５、ｆ−θレンズ６
などがレーザビームを印字用紙の図示矢印の巾方向（水
平方向）に走査させる偏向手段であり、変調から転写プ
リントにいたるまでの構成がビデオ信号により変調され
たレーザビームの信号を印字用紙に色の濃淡としてプリ
ントする印刷手段である。

ビデオ信号は、印字文字の例示図である第６図に示すよ
うに、水平方向の走査（ラスタ）および感光体ドラム７
の回転方向である垂直走査に同期し、ドツト情報として
発生する。ラスタごとのビデオ信号出力開始位置のタイ
ミングは、一般的に、水平走査方向書き出し位置にレー
ザ光が来たことを検知し印字同期信号を発生させる光検
知手段としてのフォトセンサ８の出力を、センサアンプ
９で増Ｉｌｌ　Ｌ、てアナログ信号（ＢＤＴ信号、ビー
ムディテクト信号）を発生させ、これを入力とするラス
タ位相同期回路１０の出力によって定められ、回路がデ
ィジタル動作をするビデオ信号発生装置１１で使用され
る基本クロック周波数のクロックを用いて、デジタル的
に位置のずれを微小におさえることが行なわれている。

なお感光体ドラム７は、水平走査方向に垂直な方向に印
字用紙を搬送させる通常のものである。

第７図は、水平走査の書き出しタイミングが正しく一致
した場合と、一致しない場合の印字例を示した印字例図
であって、その例示として英文字ｒＦＪを印字させた場
合であり、（ａ）は各ラスタの書き出し位置がそろって
いる例、（ｂ）は各ラスタの書き出し位置がずれた例で
あり、書き出し位置がずれた場合には正常な印字になら
ないものである。

ところで、フォトセンサ８からの出力は微弱な信号であ
るため雑音に弱く、ゼログラフィープロセスに使用され
る高電圧トランス等からのパルス状ノイズが、上記微弱
な信号に重畳した場合、ビデオ信号発生装置１１が誤動
作して印字書き出し位置がずれるという危険性を含んで
いる。この状況を図示したのが第８図で、ＢＤＴ信号に
ノイズが重畳した場合の書き出し位置変動を示す。第８
図で示すように、第Ｑ走査時のＢＤＴ原信号では（イ）
に示すように巾の狭いパルス状のノイズが重畳されてい
るため（ロ）で示す本来検出されるべき信号が無視され
、第Ω番目のラスタ位相同期回路のビデオクロックは（
イ）の信号に同期し、書き出し位置にレーザビームがｔ
２時間後に到着するものとしてビデオデータの出力を開
始する。

これにより、印字用紙上に左端よりＸ２２．離れた位置
より印字される。次に（ハ）で示すＱ＋１走査時では、
ノイズのないＢＤＴ信号が入力されると、同様にしてｔ
２時間の定遅延後にビデオデータが出力され、書き出し
位置は印字用紙上に左端よりＸ２．ｔ＋１離れた位置よ
り印字される。従って同一紙面上で（ｘ２．免＋１＝Ｘ
２ｔｔ）分の書き出し位置のずれを生じ異常印字となる
。

第９図は機体（レーザビームプリンタまたはエンジンと
称されている）差による書き出し位置のバラツキを示す
。第９図では（ニ）に示す機体Ａでの印字サンプルと（
ホ）で示す機体Ｂでの印字サンプルにつき説明する。図
示の如＜ＢＤＴ信号と、光検出センサの機械的位置、潜
像を形成する感光体ドラ１１の位置と送紙系によるバラ
ツキによつて書き出し位置が異なることが示されている
。

つまり、ＢＤＴ信号センサの機械的位置を基準に（ビー
ム移動速度）Ｘ（定時間１２）から決定される距離Ｘの
位置からドラム面上に印字が潜像されるため、ドラム面
上のどの位置を紙が通過するかにより、図示のＸ２書き
出し位置が大きく変化する。第９図では、機体Ａの書き
出し位置ｘ２と機体Ｂでの書き出し位置ｘ２が異なる様
子を示しており、これはあらかじめフォーマットの決っ
た用紙に必要な数字９文字を印字するとき問題となり、
レーザビームプリンタとしては機体間の差を一定仕様値
内に収める必要がある。これは機械的なバラツキの影響
が大きいため電気的にＢＤＴ信号からの印字開始時間を
ずらすことで対応することが望ましい。上記のように、
ノイズの悪影響および機体間の書出し位置のバラツキを
改善し、印字品質を確保するためのノイズ除去機能およ
び書き出し位置調整機能が必要である。

ノイズ除去方法としては下記の質料が知られている。

イ）特開昭５５−１．５７７２３ ０）特開昭５６−］、１．１８２７ ハ）特願昭５７−１７５４１５ いずれもノイズ除去には効果があると思われるが、イ）
では回路構成が複雑であり、また回路の時間管理精度を
高くしなければならず、口）ではＢＤＴ検出が２組必要
となるため実装９回路共にコスト高となり、ハ）では後
述するビデオインターフェイス側でしか実現できない回
路構成である。

書き出し位置調整は、通常、光検知手段から発生する信
号にもとづき、ビデオ信号発生の基準信号となるビデオ
クロックと水平同期信号との位相同期をとる働きをする
位相同期回路と、ビデオ信号発生回路間にディジタルカ
ウンタを設け、水平同期信号を位相同期させた後ビデオ
信号を出力するまでの間にビデオクロックをカラン１−
シて遅延時間をつくり、かつそのカウンタのプリセラ１
へ値を設定可能とし、ビデオ信号（印字データ）の出力
タイミングを制御することにより行なわれている。しか
し、次の問題がある。つまり、通常多くのレーザビーム
プリンタは、ビデオインターフェイスコン１−ローラと
エンジン（機体）制御コントローラに分割されて制御さ
れている。ここに、ビデオインターフェイスコントロー
ラは、上位のホスＩ〜（パソコン、ワークステーション
、ワープロ等）からのデータに基づき紙サイズに応じて
ホス１−からのデータを画素データ　（レーザビームプ
リンタの１ドツトに対応するもの）に画素展開する機能
、ビデオデータ（印字データ）を出力するタイミングを
コントロールする機能、エンジン（機体）の状態を制御
するための制御コード（コマンド）を送信し、更にエン
ジン側から状態コード（スティタス）を受信する機能、
顧客（プリンタ出力を要求するオペレータの意味）の要
求に応じて操作スイッチ信号を監視し実行する機能、お
よびホストからのコマンド受信、データ受信を行う通信
機能を有しており、また、エンジン制御コントローラは
、エンジン内のメカニズムを各種検知信号からの情報に
従い、各種負荷を時系列的かつ論理的に制御する機能、
光検知手段にてレーザビ−ムの位置を検出する機能、ビ
デオインターフェイスコン１−ローラに対して状態コー
ド、制御コードを送受信する機能、ビデオインターフェ
イスコントローラからのビデオデータにてレーザダイオ
ードを変調する機能およびレーザダイオードの自動パワ
ー調整をする機能を有している。

そして、ビデオインターフェイスコントローラは顧客（
ホストを製造するメーカー）の仕様に応じて内容が異な
り、設計自体顧客が行う場合が多いので、レーザビーム
プリンタのコントローラは、ビデオインターフェイスコ
ントローラとエンジン制御コン１ヘローラのふたつに分
割分離されるのが通常である。このため、基本的にはエ
ンジン（機体）メーカーがエンジン制御コントローラに
て書き出し位置のバラツキの管理、印字同期信号のイズ
除去に責任をもつべきであるが、一般に設計の容易さの
理由からビデオクロックをもつビデオインターフェイス
コン１ヘローラにて機能負担している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上述べたようにレーザビームプリンタの印字書き出し
位置ずれは印字同期信号に混入する雑音と、機体間の書
き出し位置のバラツキによって発生する。従来技術は、
雑音対策として時間管理精度の厳しい複雑な回路構成を
必要とするものや、ＢＤＴ検出装置を２組として、実装
１回路共にコスト高となるもの等であり、また機体間の
バラツキに対してはそれぞれ機体ごとに適合するように
処理し、これらのふたつの問題は、別々の回路構成によ
り処理されていた。

本発明の目的は、従来よりも雑音処理能力を強化し、か
つその回路構成を簡易化し、機体間の書き出し位置のバ
ラツキも同時に処理する回路を創造し、あわせてこの回
路をエンジン制御コントローラ内に設けることを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

」二記問題点は、レーザビームが感光体ドラムの所定位
置に来たことを検知する光検知手段を有するレーザビー
ムプリンタの印字同期信号処理回路において、前記光検
知手段から入力した検知４１３号を雑音と区別する区別
手段と、該区別手段によって区別された検知信号を入力
し該信号を所定の入力データに基づき所定量遅延させる
手段とを備えたレーザビームプリンタの印字同期信号処
理回路によって解決される。

〔作用〕

本発明によれば光検知手段から入力した検知信号を雑音
から区別し、この区別された検知信号に、採用する機体
の書き出し位置に適合した遅延を与えることにより機体
に応じた書き出し位置の調整を行う。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図〜第５図によって説明する。

レーザビームプリンタの動作原理は既に第５図で説明し
た内容と同じである。

本発明に係る印字同期信号処理回路の配置を第３図の制
御ブロック図により説明する。

フォトセンサ８から出力されたＢＤＴ検出信号は、セン
サアンプ９によって増巾され、その信号は本発明の印字
同期信号処理回路１２に入力される。本処理回路により
処理された信号は、通常ビデオインターフェイスコント
ローラ上にあるラスク位相同期回路１０を介してビデオ
信号発生装置１１に入力される。

次に印字同期信号処理回路１２について第１図の印字同
期信号処理回路ブロック図と第２図の印字同期信号処理
回路タイミング図により説明する。

まず第２図の（ロ）に示す様なりＤＴ信号ｌ】が充分あ
る場合の動作、および書き出し位置の可変の様子を説明
する。ＢＤＴ信号のセンサアンプ９出力が波形成形回路
１７に入るとセンサアンプ９出力の波形が立上がりの鋭
い波形に成形される。

波形成形回路１７の立上り信号のＨレベル部時間、すな
わち入力波形の巾ｔ　ＢＤＴをカウントする第１カウン
タ（アップカウンタ）１３にＢＤＴ信号が入力されると
イネーブル端子（Ｈレベル時カウンタ動作する）および
クリア端子（Ｌレベル時カウンタデータを初期化し、リ
セッＩ・状態にする）を共にＨレベルとする。一方ＢＤ
Ｔ信号はＯＲ回路１９を介してクロック発振器１６を発
振状態とし、第２図のクロックに示す様にクロック発振
器１６は発振を開始する。この発振は発振開始時点から
正常発振（一定周期の発振状態）まで、クロック周波数
は時間的に変化すると考えられるが、常に再現性のある
変化であればよい。これは本回路においてはアナログ的
な遅延（デジタルで遅延させるとサンプル誤差として最
大で１クロック分の誤差を生じる。これに対して遅延誤
差のない遅延をアナログ的な遅延と称する）となる定遅
延を要求しており給体値そのものは問題にしていないか
らである。発振器自体の構成は特に図示していないが、
水晶もしくはセラミック振動子を用いた温度特性２発振
周波数の安定性の良好な素子を用いて構成する。このク
ロック発振は第１カウンタ１３にてカランＩ・アップに
供されるため、ｔｉ後にリップルキャリ信号（桁上がり
信号）を出力し、リップルキャリラッチ回路１４をセッ
トする。この動作によって実質的に、ｔｎｏＴ（ＢＤＴ
信号の巾）と１．（あらかじめ設定しておくべき比較基
準となるべき時間で、カウンタ計数能力とクロック発振
周波数の設定から決ってくる時間）の比較を行なう機能
が実現する。比較した結果ＢＤＴ信号であると判定でき
る巾を検出できれば、第２図の（Ａ）に示すリップルキ
ャリ信号が出力される。

その判定基準を下記に示す。

（１）　ｔ　ＢＤＴ　＞　ｔ　ｔ この時リップルキャリが発生する。

なお、ｔｉは基準となる比較基準で、通常ＢＤＴ信号の
パルス巾ｔ　ＢＤＴは設計上あらかじめ一定時間内に入
っているため、その下限値をやや下まわる数値ｔ１を設
定する。

（２）　ｔ　ＢＤＴ　＞　ｔ　ｔ この時リップルキャリは発生しない。

故に、（１）の場合であればリップルキャリラッチ回路
１４をセットするので、ラッチ出力がＯＲ回路１９を介
してクロック発振器１６を発振状態に保つと共に第２カ
ウンタ（ダウンカウンタ）１８のイネーブル端子、クリ
ア端子をＨにして第２カウンタ１８を計数状態とする。

第２図の（Ｂ）は第２カウンタ１８がイネーブルとなる
期間を示す。

第１カウンタ１３のリップルキャリ信号を反転回路１５
で反転した負パルスを、第２カウンタ１８のロード端子
（カウンタデータをプリセットするための信号）に入力
し、書き出し位置調整データ２２をロードする。これに
より第２図（Ｃ）に示すデータ値から減算計数を開始す
る。データ値はクロック周波数ｔ１からΔｔ（可変遅延
時間で（プリセットした書き出し位置調整データ）×（
クロック周波数））時間セラ１〜する。従ってΔを後に
第２カウンタ１８から第２図（Ｄ）に示すボロー信号（
桁下がり信号）がパルス発生回路２０をトリガし、第２
図の（Ｅ）に示すようにノイズおよび機体の書き出し位
置調整処理のＢＤＴ信号（以後処理後のＢＤＴ信号とい
う）をビデオインターフェイスコントローラ倶ｌこ出力
する。一方ボロー信号は遅延回路２３を通じてリップル
キャリラッチ回路１４を第２図（Ｆ）に示すようにリセ
ットし回路を初期状態にもどす。上述は、ＢＤＴ信号の
ｒｌ］１Ｂｎｒがｔｌより小でないので、ノイズではな
く真のＢＤＴ信号と判定された場合であり、ＢＤＴ信号
立上り時よりｔｌの定遅延後に書き出し位置調整データ
に基づいてΔを時間更に遅延して処理後のＢＤＴ信号が
出力される（第２図（Ｅ）に示す）手順を示したもので
ある。

次に（２）の場合を説明する。

この場合、波形成形回路１７でＢＤＴ原信号を成形した
後、（１）の場合と同様な順序で第１カウンタ１３を、
イネーブル端子、クリア端子をＨレベルとして計数動作
させるが、リップルキャリ信号を出力する以前に前記イ
ネーブル端子およびクリア端子がＬレベルとなり、リッ
プルキャリランチ回路１４はセットされず、従って、ク
ロック発振回路１６の発振が停止する。この場合第２カ
ウンタ１８のイネーブル端子、クリア端子の両方共Ｌレ
ベルのままであり、回路機能は全て初期状態に戻ってし
まう。従って、パルス回路２０からの信号発生もない。

これはｔｌよりも小さいｔ　ＢＤＴを有するＢＤＴ信号
は、ノイズとして除去されることを意味する。つまりＢ
ＤＴ信号として、ｔ　ＢＤＴ＞　ｔ　１の条件を満す信
号とすれば、ｔ□よりも短いノイズは除去できる。また
ｔｌとしてはノイズよりも大きな値としておけばよい。

第４図は、本発明に基づく印字同期信号処理回路の機能
と紙面上の印字の関係を示す。

ＢＤＴ信号が入力されるとｔｌの時間とｔ　ＢＤＴの時
間巾を比較することによりノイズ除去を行ない、次にあ
らかじめ書き出し位置調整のためにセットされたデータ
に基づきΔを時間遅延させて印字同期信号処理回路１２
からＢＤＴ処理後の信号を出力すると、ビデオインター
フェイスコントローラのラスク位相同期回路１０にて同
期した後、書き出し領域設定のためにｔ２遅延させたあ
とでビデオクロックに同期してビデオデータを出力する
。従ってＢＤＴ信号の機械的位置より（ｔ１＋Δｔ）時
間に対応した（ｘｉ＋ΔＸ）位置が基準となり、この位
置よりｔ２時間後に対応するＸ移動後に印字出力が開始
される。この場合、紙の左端より書き出し位置Ｘｚまで
の機体間のバラツキは、ΔＸにて補なわれることになる
。

なお、本発明の構成はアナログ遅延素子（例えばワンシ
ョットマルチ）を用いて更に安価に構成することができ
るが、実装上の小型化（ＩＣ化を想定した小型化）の見
通しや、回路の信頼性から見て本実施例ではデジタル方
式としている。

また、本実施例ではｔｌという固定遅延部はノイズ除去
もしくは信号判別としての基準時間として機能させてい
るが、従来ビデオインターフェイスコントローラの機能
の１部であるＢＤＴ処理回路の出力信号から即時開始タ
イミングまでの時間１２　（書き出し領域設定のための
遅延）を含んで総てエンジン制御コントローラでもつこ
とも可能であり、トータル的にコスト軽減が可能となる
。

本実施例によれば、ＢＤＴ信号のノイズ除去が実際のＢ
ＤＴ信号の巾に近いものを基準として設定できるため、
従来ＲＣを用いたフィルタやデジタルサンプラを利用し
たフィルタに比べ、エネルギの大きな、巾の広い不要信
号までも除去可能であり、ノイズ耐力は極めて高い。更
に同一思想の同一回路を使用し、ＢＤＴ信号の原信号を
アナログ的に遅延でき、書き出し位置の調整か容易に実
現可能である（デジタル的遅延の場合は、信号と同期を
とる時点で必ず１クロック未満の誤差を生じ、その数値
は常に不確定であるために適さない）。また、通常多く
のエンジン制御コントローラがそうであるように、ビデ
オクロックを有さない方式のものでも、本方式は実現可
能となるため顧客シーズのビデオインターフェイスコン
トローラに負担をかけることがない。

さらに、回路の大部分がデジタル構成のため、ＩＣ化可
能であり、総じてレーザビームプリンタのＢＤＴ信号処
理回路として、コストパフォーマンスがあり合理性の高
いものを実現しているといえる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光検知手段から入力した検知信号を雑
音から区別し、この区別された検知信号に、採用する機
体の書き出し位置に適合した遅延を与えることにより機
体に応じた書き出し位置の調整を１つの回路において実
現し、あわせて、この回路をエンジン制御コントローラ
内に設けるととも可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は印字同期信号処理回路ブロック図、第２図は印
字同期信号処理回路タイミング図、第３図は制御ブロッ
ク図、第４図は印字同期信号処理回路の機能と紙面上の
印字の関係図、第５図はレーザビームプリンタの概略基
本構成図、第６図は印字２文字の例示図、第７図は印字
例図、第８図はＢＤＴ信号にノイズが重畳した場合の書
き出し位置変動を示す印字例図、第９図は機体差による
書き出し位置のバラツキを示す印示例図である。 ７・・・感光体ドラム、８・・・フォトセンサ、１０・
・・ラスク位相同期回路、１１・・・ビデオ信号発生装
置。 １２・・・印字同期信号処理回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザビームが感光体ドラムの所定位置に来たこと
   を検知する光検知手段を有するレーザビームプリンタの
   印字同期信号処理回路において、前記光検知手段から入
   力した検知信号を雑音と区別する区別手段と、該区別手
   段によつて区別された検知信号を入力し該信号を所定の
   入力データに基づき所定量遅延させる手段とを備えたこ
   とを特徴とするレーザビームプリンタの印字同期信号処
   理回路。 ２、前記印字同期信号処理回路が、前記検知信号とビデ
   オ信号発生基準信号となるビデオクロックとの位相同期
   をとる位相同期回路およびビデオ信号発生装置に前置し
   て設けられることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のレーザビームプリンタの印字同期信号処理回路。